Der Lebenszyklus einer Antriebsbatterie endet nicht zwangsläufig nach dem Betrieb in einem Fahrzeug. Das beweist aktuell das Pilotprojekt "GUW+" des Verkehrsbetriebs Üstra in Hannover, an dem Daimler Buses als Partner beteiligt ist. In dem 2021 angekündigten Projekt erhalten Batteriesysteme aus Mercedes-Benz-Elektrostadtbussen eCitaro ein zweites Leben als stationärer Energiespeicher. Diese Energiespeicher-Lösung wurde von Mercedes-Benz Energy entwickelt und umgesetzt. Mit dem Speichersystem im Gleichrichter-Unterwerk der Üstra, das jetzt in Hannover in Betrieb gegangen ist, können die elektrisch betriebenen Stadtbusse von Mercedes-Benz und Stadtbahnen des ÖPNV-Unternehmens zeitgleich gemeinsam mit Energie versorgt werden.
Die stationäre Speicherlösung in diesem Pilotprojekt ist nicht nur rückspeisefähig und regelbar, sie kann auch individuell an andere Anwendungsbereiche angepasst und entsprechend skaliert werden. Außerdem reduziert die Weiternutzung der Batterien im Second-Life-Betrieb als stationärer Energiespeicher die Lebenszykluskosten des eCitaro. Zugleich wirkt sich bei der Üstra die Nutzung der bestehenden Infrastruktur aus Gebäude, Netzanschluss und Leistungselektronik positiv auf die Investitionskosten aus..
Der stationäre Stromspeicher hat eine Gesamtkapazität von mehr als 500 kWh. Er besteht aus 28 Second-Life-Batteriesystemen aus dem eCitaro. Jeder dieser Elektro-Stadtbusse verfügt über leistungsstarke NMC-Akkupakete, die nun erstmals beim Erreichen ihrer fahrzeugspezifischen Reichweitengrenze im Pilotprojekt ein zweites Leben in einem stationären Energiespeicher erhalten.
Stationärer Batteriespeicher sichert zweites Leben für E-Bus-Batterien
Hat eine elektrische NMC-Antriebsbatterie im vollelektrisch angetriebenen, lokal emissionsfrei und leise fahrenden Stadtbus eCitaro nach rund fünf bis sechs Einsatzjahren etwa 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität erreicht, erfordert dies in der Regel einen Austausch, um die notwendige Reichweite der Stadtbusse zu gewährleisten.
Im stationären Betrieb, bei dem Kapazitätsverluste nur eine untergeordnete Rolle spielen, sind die Akkus jedoch noch bis zu zehn Jahre lang voll einsatzfähig. Die Weiterverwendung der Batterien in einer Second-Life-Applikation als stationäre Energiespeicher-Module erweitert damit ihren wirtschaftlichen Nutzen und unterstützt die Umweltbilanz des Elektro-Stadtbusses.
Die Batterien im stationären Batteriespeicher-Pilotprojekt der Üstra stammen derzeit noch aus den eCitaro, die von Daimler Buses über tausende Kilometer für Erprobungsfahrten eingesetzt wurden. In Zukunft kann der stationäre Energiespeicher mit ausgetauschten Batterien aus den aktuell 49 vollelektrisch angetriebenen eCitaro Solo- und Gelenkbussen der Üstra erweitert werden.
Kreislauf von lokaler Stromspeicherung und Stromabgabe in Hannover
Das Gleichrichter-Unterwerk in Hannover versorgt die Stadtbahnen ebenso wie die Elektrobusse der Üstra und ist an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. Der Energiespeicher dient dabei als Puffer zur effizienten Nutzung der anfallenden Rekuperationsenergie im Stadtbahnbetrieb. Mit der dabei gespeicherten Energie können Lastspitzen ausgeglichen und der Betrieb bei Netzausfällen weiter aufrechterhalten werden.
Darüber hinaus steht bei der Üstra auch die Versorgung der öffentlichen Ladeinfrastruktur und die Einspeisung von Überkapazitäten ins öffentliche Stromnetz im Fokus. In Zeiten, in denen zu viel Strom produziert und ein erhöhter Bedarf im öffentlichen Netz festgestellt wird, sollen diese Spitzen abgefangen, das Stromnetz entlastet und Blackout-Szenarien in der Energieversorgung beherrschbar gemacht werden. Für die Aufladung der eigenen Elektrobusse über den Speicher des Gleichrichter-Unterwerks hat die Üstra eine speziell dafür ausgelegte Ladestation auf ihrem Betriebsgelände eingerichtet.
Vom Batteriespeicher-Pilotprojekt zur skalierbaren Serienlösung
Seit 2020 hat die Üstra 49 elektrische Stadtbusse dieses Modells sukzessive in ihren Betrieb aufgenommen, deren 490 Batterien voraussichtlich ab 2026 schrittweise in die Second-Life-Speicherlösung integriert werden können. Dies würde die Üstra in die Lage versetzen, ihren Energiebedarf dann komplett mit eigenen Batterien im stationären Second-Life-Einsatz abzudecken und die Wirtschaftlichkeit zu steigern.
Das Projekt zur verlängerten Nutzungsdauer von E-Bus-Batterien ist nach Angaben von Mercedes-Benz grundsätzlich in Größe und Umfang skalierbar. Dadurch eigne es sich als Basis für die Weiterentwicklung des Konzepts und die künftige Umsetzung als wirtschaftlich effiziente Serienlösung, die den Batterien des eCitaro zweites Leben schenkt.
Potenziale von stationären Energiespeichern für ÖPNV-Unternehmen
Der stationäre Energiespeicher kann bei der Üstra wie auch bei anderen ÖPNV-Unternehmen individuell ausgebaut und an deren Bedarf angepasst werden. Angestrebt wird beispielsweise eine Containerlösung, die nicht auf bereits vorhandene Räumlichkeiten auf dem Betriebsgelände angewiesen ist und sich stattdessen flexibel in unterschiedliche Umgebungsbedingungen integrieren lässt.
Auch könne das Stromspeichersystem mit Photovoltaikanlagen kombiniert werden, die auf Dächern, Produktionshallen und Stellflächen des Betriebsgeländes installiert werden könnten. Die Zwischenspeicherung des Solarstroms in den weiterverwendeten Second-Life-Batteriesystemen aus dem eCitaro und die lokale Nutzung des selbst erzeugten Stroms in den Nachtstunden zur Fahrzeugaufladung entspricht laut Mercedes-Benz dem Wunsch einer Vielzahl von ÖPNV-Betreibern und Servicebetrieben, die die Rentabilität ihrer Elektrobus-Flotten mit Blick auf die Gesamtkosten-Kalkulation steigern wollen.